KR101202527B1 - Defect observation device and defect observation method - Google Patents

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Abstract

리뷰 SEM에, 복수의 촬상 조건에서 취득된 화상 세트, 혹은 시뮬레이션에 의해 복수의 촬상 조건을 모의한 화상 세트를 기억하는 수단과, 각 화상 세트에 대한 결함 위치 정보를 기억하는 수단, 및 촬상 조건과 처리 시간에 관한 정보를 기억하는 수단을 설치한다. 또한, 그들의 기억 정보로부터, 상기의 화상 세트에 대한 촬상 조건마다의 예측 결함 검출 성능과 스루풋을 시산(estimate)하는 수단 및 그 결과를 표시하는 수단을 설치한다.Means for storing, in the review SEM, an image set acquired under a plurality of imaging conditions or an image set simulating a plurality of imaging conditions by simulation, means for storing defect position information for each image set, and imaging conditions; Means for storing information on the processing time are provided. Further, means for estimating the predictive defect detection performance and throughput for each of the imaging conditions for the above-described image set from these storage information, and means for displaying the result are provided.

Description

결함 관찰 장치 및 결함 관찰 방법{DEFECT OBSERVATION DEVICE AND DEFECT OBSERVATION METHOD}DEFECT OBSERVATION DEVICE AND DEFECT OBSERVATION METHOD}

본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 제조 공정에 있어서 발생하는 결함 등의 화상을 관찰하기 위한 결함 관찰 장치, 및 관찰 방법에 관한 기술에 대해서 것이며, 특히, 자동 관찰을 행할 때의 조건 설정을 용이하게 하기 위한 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a defect observation apparatus for observing an image such as a defect generated in a manufacturing process such as a semiconductor wafer, and a technique related to an observation method. In particular, it is easy to set conditions for automatic observation. It relates to technology for.

반도체 웨이퍼에 형성되는 회로 패턴의 미세화가 점점 더 진행됨에 따라, 그 제조 공정에서 발생하는 결함이 제품 수율에 미치는 영향은 커지고 있어, 제조 단계에 있어서 결함이 발생하지 않도록 프로세스 관리를 행하는 것은 점점 더 중요하게 되고 있다. 현재, 반도체 웨이퍼의 제조 현장에서는, 웨이퍼 검사 장치와 관찰 장치를 이용하여 수율 대책을 행하고 있다. 검사 장치란, 웨이퍼 상 결함의 유무를 고속으로 조사하는 것이다. 광학적인 수단(명시야형 웨이퍼 검사 장치, 또는 암시야형 웨이퍼 검사 장치) 혹은 전자선을 이용하여 웨이퍼 표면의 상태를 화상화하고 그 화상을 처리함으로써, 결함의 유무를 조사한다. 검사 장치에서는, 그 고속성이 중요하기 때문에, 가능한 한 취득하는 화상의 화소 사이즈를 크게(즉 저해상도화) 함에 따른 화상 데이터량의 삭감을 행하고 있고, 대부분의 경우, 검출한 저해상도의 화상으로부터는 결함의 존재는 확인할 수 있어도, 그 결함의 종류를 상세하게 판별할 수는 없다.As the miniaturization of circuit patterns formed on semiconductor wafers proceeds, the effect of defects in the manufacturing process on product yield is increasing, and it is increasingly important to perform process management to prevent defects in the manufacturing stage. Is being done. At present, the yield countermeasure is performed at the manufacturing site of a semiconductor wafer using a wafer inspection apparatus and an observation apparatus. An inspection apparatus irradiates the presence or absence of a defect on a wafer at high speed. The presence or absence of a defect is examined by imaging the state of the wafer surface using optical means (a brightfield type wafer inspection device or a darkfield type wafer inspection device) or an electron beam and processing the image. In the inspection apparatus, since its high speed is important, the amount of image data is reduced by increasing the pixel size of the image to be acquired (ie, lower resolution) as much as possible, and in most cases, defects are detected from the detected low resolution image. Although the presence of can be confirmed, the kind of the defect cannot be determined in detail.

한편, 관찰 장치란, 검사 장치에 의해서 검출된 각 결함에 대해서, 화소 사이즈를 작게 한 상태에서(즉 해상도가 높음) 화상을 취득하여 관찰하기 위한 장치이다. 점점 더 미세화가 진행되는 반도체 제조 프로세스에 있어서는, 검사나 관찰의 대상으로 되는 결함의 사이즈가 수십 나노미터 오더에 달하고 있는 것도 있고, 결함의 관찰이나 분류를 고정밀도로 행하기 위해서는, 나노미터 오더의 분해능이 필요하게 된다. 그 때문에, 최근, 주사형 전자 현미경을 이용한 관찰 장치(이하 리뷰 SEM이라고 부름)가 널리 사용되고 있다.On the other hand, the observation apparatus is an apparatus for acquiring and observing an image with respect to each defect detected by the inspection apparatus in a state where the pixel size is reduced (that is, the resolution is high). In the semiconductor manufacturing process in which miniaturization progresses more and more, the size of the defect to be inspected or observed reaches several tens of nanometer orders, and in order to accurately perform the observation and classification of the defects, the resolution of the nanometer order is increased. This is necessary. Therefore, recently, the observation apparatus (henceforth a review SEM) using a scanning electron microscope is used widely.

결함 검사 장치는, 그 검출 감도가 최근 향상되어 1웨이퍼로부터 다수(수백 내지 수천 결함, 때로는 수만 결함의 경우도 있음)의 결함이 검출된다. 그 결과, 검출된 결함을 관찰하는 리뷰 작업의 효율화에 대한 니즈는 종래보다 한층 더 높아지고 있다. 이와 같은 니즈에 대응하기 위해, 최근 시장에 투입되고 있는 리뷰 SEM(Scanning Electron Microscope)의 대부분은, 검사 장치에서 검출된 결함 위치의 화상을 자동으로 촬상하는 기능(ADR:Automatic Defect Review)이나 얻어진 화상을 분류하는 기능(ADC:Automatic Defect Classification)이 탑재되어 있다.In the defect inspection apparatus, the detection sensitivity is recently improved, and a plurality of defects (some hundreds to thousands of defects, sometimes tens of thousands of defects) are detected from one wafer. As a result, the need for the efficiency of the review work for observing the detected defect is higher than ever. In order to cope with such a need, most of the SEM (Scanning Electron Microscope) recently introduced into the market has a function (ADR: Automatic Defect Review) or an image which automatically captures an image of a defect position detected by an inspection apparatus. Automatic Defect Classification (ADC) is included.

리뷰 SEM에서의 자동 화상 수집이나 자동 결함 분류의 기능에 대한 종래 기술에 관해서는, 예를 들면, 특허 문헌 1에 개시되어 있다. 이 특허 문헌 1에는, 리뷰 SEM의 구성, 자동 화상 수집이나 자동 결함 분류의 기능 및 동작 시퀀스, 또한, 취득한 화상이나 분류 결과의 표시 방법 등에 대해서 기재가 되어 있다.For example, Patent Document 1 discloses a related art regarding the function of automatic image collection and automatic defect classification in a review SEM. This patent document 1 describes the structure of a review SEM, the function and operation sequence of automatic image collection and automatic defect classification, the display method of the acquired image, the classification result, etc.

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 제2001-331784호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-331784

우선, 상술한 리뷰 SEM에서의 결함 화상의 자동 수집 기능에 대해서 그 개요를 설명하고, 다음으로 본 발명이 해결하는 과제에 대해서 설명한다.First, the outline | summary is demonstrated about the automatic collection function of the defect image in the above-mentioned review SEM, and the subject which this invention solves is demonstrated next.

리뷰 SEM에서의 결함 화상 자동 수집 기능이란, 상술한 바와 같이 관찰 대상인 웨이퍼에 대한 검사 장치에서 결함 검사를 행한 결과 얻어진 결함 위치 정보를 입력으로 하여, 그 각 부위의 화상을 자동 취득하는 기능이다. 본 기능의 기본 시퀀스는,The defect image automatic collection function in the review SEM is a function of automatically acquiring images of the respective portions by inputting the defect position information obtained as a result of the defect inspection in the inspection apparatus for the wafer to be observed as described above. The basic sequence of this function is

(1) 검사 장치에서 검사하여 검출한 결함의 위치 정보를 이용하여 관찰하고자 하는 결함이 리뷰 SEM의 촬상 시야에 들어가도록 하기 위한 시료 탑재 스테이지의 이동(1) Movement of the sample mounting stage for the defect to be observed to enter the imaging visual field of the review SEM by using the position information of the defect detected by the inspection apparatus

(2) 리뷰 SEM에 의한 결함 부위의 고배율(5만~20만배 정도) 화상 촬상이며, 이들의 처리를 각 결함에 반복함으로써 기능이 실현된다.(2) It is high magnification (about 50,000-200,000 times) image pick-up of the defect site by review SEM, and a function is realized by repeating these processes to each defect.

단, 결함 부위의 화상 촬상에서는, 검사 장치의 좌표 오차를 고려할 필요가 있다. 왜냐하면, 통상 검사 장치에는 수마이크로 미터~수십마이크로 미터의 좌표 오차가 포함되는 가능성이 있고, 직접, 결함 좌표 위치에 있어서 고배율(예를 들면 5만배~20만배)의 화상을 촬상하면, 그 시야 내의 결함이 들어가지 않을 우려가 있기 때문이다. 따라서, 이 케이스에 대해서는, 리뷰 SEM에서 처음에 결함이 존재한다고 생각되는 영역을 넓은 시야(예를 들면 15㎛~10㎛)에서 화상 촬상하고, 그 화상에 대하여 화상 처리에 의해 결함 위치 검출을 행하고, 검출된 위치가 시야의 중심으로 되도록, 협시야(예를 들면 10㎛~4㎛)에서 화상을 촬상함으로써 대응한다. 따라서, 이 경우, 상술한 기본 시퀀스에 있어서 리뷰 SEM에 의한 화상의 촬상이 2회 행해지게 된다.However, in image pickup of a defect site, it is necessary to consider the coordinate error of the inspection apparatus. This is because a normal inspection apparatus may include coordinate errors of several micrometers to several ten micrometers. If a high magnification (for example, 50,000 to 200,000 times) image is taken directly at a defect coordinate position, it is possible to obtain an image within the field of view. This is because there is a possibility that a defect does not enter. Therefore, in this case, an image is picked up in a wide field of view (for example, 15 micrometers-10 micrometers) in the area | region where a defect exists in a review SEM initially, and the defect position detection is performed with respect to the image by image processing. It responds by imaging an image in a narrow field of view (for example, 10 micrometers-4 micrometers) so that a detected position may become the center of a visual field. In this case, therefore, imaging of the image by the review SEM is performed twice in the above-described basic sequence.

또한, 상술한 시퀀스에서의 결함 위치 검출을 실현하기 위한 하나의 수법으로서, 결함이 존재하지 않는 화상(참조 화상)과 결함 부위를 촬상한 화상(결함 화상)을 비교하는 방식이 있다. 반도체 웨이퍼는 동일한 회로 패턴이 칩 단위로 반복 형성되어 있으므로, 이 비교 방식에 의해 결함 위치를 검출하는 경우에는, 통상, 결함 존재 부위와 동일 개소의 인접 칩 부위의 화상을 참조 화상으로서 이용한다. 따라서 이 경우에는, 상술한 시퀀스 외에, 참조 화상의 촬상 처리와 그를 위한 스테이지 이동이 더 필요하게 된다. 또한, 화상 취득 시에는, 초점 맞춤이나 명도 조정 처리 등의 화질 조정 처리도 필요하다.As one method for realizing the defect position detection in the above-described sequence, there is a method of comparing an image (defect image) in which no defect exists and an image (defect image) photographing a defect portion. In the semiconductor wafer, since the same circuit pattern is repeatedly formed in units of chips, when detecting a defect position by this comparison method, an image of an adjacent chip portion at the same position as the defect present portion is usually used as a reference image. In this case, therefore, in addition to the above-described sequence, image pickup processing of the reference image and stage movement therefor are further required. Further, at the time of image acquisition, image quality adjustment processing such as focusing and brightness adjustment processing is also required.

상술한 바와 같이, 결함 화상 이외에 참조 화상을 취득하는 시퀀스나, 결함 화상을 2종의 다른 시야에서 촬상하는 시퀀스와 같이, 하나의 결함에 대해 복수회의 화상 촬상을 행할 때에는, 각각에 있어서 화질 조정 처리가 필요해지는 경우도 있다.As described above, the image quality adjustment processing is performed in each case of performing a plurality of image pickups for one defect, such as a sequence for acquiring a reference image other than the defect image or a sequence for imaging the defect image in two different visual fields. May be required.

그런데, 이 결함 화상 자동 수집 기능에 대한 중요한 성능 지표로서, 스루풋이 있다. 스루풋이 높을수록, 단위 시간에 보다 많은 결함을 관찰하는 것이 가능하게 되고, 결함 발생 상황의 파악이나 대책 방법의 결정의 정밀도가 높아지는 것이 기대된다. 스루풋을 향상시키기 위해서는, 스테이지 이동의 단축이나 초점 맞춤 등의 화질 조정 기능에 요하는 시간의 단축 외에, 화상 촬상 시간 단체의 단축이 필요하다.By the way, throughput is an important performance index for this defect image automatic collection function. It is expected that the higher the throughput, the more defects can be observed in unit time, and the higher the accuracy of the grasp of the defect occurrence situation and the determination of the countermeasure method. In order to improve the throughput, in addition to the reduction of the time required for the reduction of the stage movement and the quality control functions such as focusing, the reduction of the image pickup time alone is required.

화상 촬상의 단축화에는 다양한 어프로치가 있다. 예를 들면, 화상 평균화 처리에 이용하는 화상 매수의 삭감을 들 수 있다. SEM 화상은, 샷 노이즈(shot noise)가 많아 S/N비가 나쁘기 때문에, 동일 개소를 복수회 촬상하고, 그들의 화상을 평균화함으로써, S/N비가 높은 화상을 취득하는 것이 일반적이다. 이 평균화 처리에 이용하는 화상을 삭감하면 처리 시간은 단축된다. 그 밖에, 시료에 조사하는 전자 빔의 전류량(이후 프로브 전류)의 증가도 촬상 시간 단축에 효과적이다. 프로브 전류량이 많으면, 동일한 평균화 매수라도, 보다 S/N가 높은 화상을 취득할 수 있기 때문이다. 또한, 화상 사이즈(픽셀수)를 축소한 경우에는, 픽셀수의 삭감에 의한 화상 촬상 시간의 단체 시간의 단축 효과를 예상할 수 있는 것 외에, 화상 처리 시간의 단축이나, 화상을 시스템 내에서 전송ㆍ격납하기 위한 시간의 단축 효과도 예상할 수 있어, 결과적으로 스루풋의 향상에 효과가 있다.There are various approaches to shortening image pickup. For example, reduction of the number of images used for an image averaging process is mentioned. Since the SEM image has a lot of shot noise and a bad S / N ratio, it is common to acquire an image having a high S / N ratio by imaging the same location a plurality of times and averaging those images. If the image used for this averaging process is reduced, processing time will be shortened. In addition, an increase in the amount of current (hereinafter, probe current) of the electron beam irradiated to the sample is also effective for shortening the imaging time. It is because an image with a higher S / N can be obtained even if the amount of probe current is large, even if the same number of averages is obtained. In addition, when the image size (number of pixels) is reduced, the effect of shortening the collective time of the image capturing time by reducing the number of pixels can be expected, as well as shortening the image processing time and transferring the image in the system. • The effect of shortening the time for storage can also be expected, and as a result, it is effective in improving throughput.

한편, 지금까지 설명한 평균화 처리를 위한 화상 매수의 삭감이나, 프로브 전류의 증가, 화상 사이즈의 축소는, 저배율(즉 광시야)에서 취득한 화상에 대한 결함 검출 처리의 시점에서 보면, 검출이 보다 곤란해지는 방향으로 작용한다. 예를 들면, 화상 매수의 삭감은, 보다 저S/N의 화상으로부터 결함 검출을 행하게 되므로, 노이즈 등을 결함으로서 오검출이 발생할 우려가 높아진다.On the other hand, the reduction in the number of images for the averaging process described above, the increase in the probe current, and the reduction in the image size become more difficult to detect from the viewpoint of the defect detection processing for the image acquired at a low magnification (i.e., wide field of view). Act in the direction. For example, the reduction of the number of images causes defect detection from a lower S / N image, so that there is a high possibility of false detection using noise or the like as a defect.

또한 프로브 전류의 증가는, 시료 표면에서 일어나는 대전 현상이나, 또한 전자 빔 조사에 의한 시료에의 콘타미네이션 부착을 야기할 우려가 있고, 이 경우, 결함부가 아닌 개소라도 화상의 명도에 차이가 생겨, 정상부를 결함부로 오검출할 우려가 높아진다. 또한, 촬상 영역의 시야를 고정한 경우에서는, 화상 사이즈의 축소는, 화소 치수를 크게 하는 것과 등가이므로, 그 화소 사이즈에 가까운 혹은 미만의 사이즈의 결함을 자동 검출하는 것이 곤란하게 되어, 미소한 결함을 놓치는 일이 발생할 우려가 있다.In addition, the increase of the probe current may cause charging phenomenon occurring on the surface of the sample or attachment of the contamination to the sample by electron beam irradiation. In this case, there is a difference in the brightness of the image even at a non-defective part. As a result, there is a high possibility of misdetecting the top part as a defective part. In addition, in the case where the field of view of the imaging area is fixed, the reduction of the image size is equivalent to the enlargement of the pixel size, so that it is difficult to automatically detect a defect of a size close to or less than the pixel size, thereby reducing the minute defect. There is a risk of missing things.

이와 같이, 스루풋 향상을 목적으로 한 화상 촬상 조건의 변경은, 결함 검출 성능을 저하시키는 리스크가 증대할 우려가 있다. 이 스루풋과 결함 검출 성능의 관계는, 검사 대상으로 되는 웨이퍼의 공정ㆍ품종 등에서도 다르기 때문에, 현실에서는, 스루풋과 결함 검출 성능을 모두 충족시키는 촬상 조건을 찾아내는 작업은 조작자의 메뉴얼 작업에 의존하고 있다. 이 결과, 다품종 소량 생산 라인 등, 빈번하게 조건 설정을 행할 필요가 있는 경우에는, 그 작업에 방대한 시간을 요한다고 하는 문제가 있었다.As described above, the change of the image pickup condition for the purpose of throughput improvement may increase the risk of lowering the defect detection performance. Since the relationship between the throughput and the defect detection performance is also different in the process and the type of the wafer to be inspected, in reality, the task of finding the imaging conditions satisfying both the throughput and the defect detection performance is dependent on the manual operation of the operator. . As a result, when conditions need to be set frequently, such as a small quantity production line of many kinds, there existed a problem that the operation | work requires huge time.

본 발명의 목적은, 상기한 과제를 해결하여, 스루풋을 높게 유지하면서 높은 검출 성능을 충족시키는 결함 관찰 방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a defect observation method and apparatus for satisfying high detection performance while maintaining high throughput.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는, 리뷰 SEM에 대해, 복수의 촬상 조건에서 취득된 화상 세트를 기억하는 수단과, 각 화상 세트에 대하여 결함 위치 정보를 부여하여 기억하는 수단과, 촬상 조건을 구성하는 각 파라미터(가속 전압이나 프로브 전류 등의 광학 파라미터나 화상 사이즈, 평균화 매수 등의 촬상 파라미터 등)에 대해서, 그 설정 후보값과 각 후보값을 설정하였을 때의 처리 시간의 대응 관계를 기억하는 수단을 설치하였다.In order to achieve the above object, in the present invention, the review SEM includes means for storing image sets acquired under a plurality of imaging conditions, means for giving and storing defect position information for each image set, and imaging conditions. For each parameter to be configured (optical parameters such as acceleration voltage and probe current, and imaging parameters such as image size, number of averages, etc.), the corresponding relationship between the setting candidate value and processing time when each candidate value is set is stored. The means were installed.

또한, 촬상 조건을 구성하는 각 파라미터에 대한 후보값의 조합에 의해 복수의 촬상 조건을 설정하는 수단과, 복수의 촬상 조건에 대하여, 결함 검출 성능과 스루풋 성능을 시산하는 수단을 설치하였다. 또한, 결함 검출 성능과 스루풋값을 기준으로, 복수개의 촬상 조건으로부터 1개 혹은 복수개의 촬상 조건을 자동 선택하는 수단을 설치하였다. 또한, 설정된 복수의 촬상 조건마다 계산된 결함 검출 성능과 스루풋값을 대응지어 표시하는 기능이나 설정된 복수개의 촬상 조건 중으로부터 자동 선택된 촬상 조건을 선택적으로 표시하는 수단을 설치하였다.Further, means for setting a plurality of imaging conditions by a combination of candidate values for each parameter constituting the imaging conditions, and means for calculating defect detection performance and throughput performance for the plurality of imaging conditions. Further, means for automatically selecting one or a plurality of imaging conditions from a plurality of imaging conditions was provided on the basis of defect detection performance and throughput values. Moreover, the function which displays the defect detection performance and throughput value which were calculated for each of several set imaging conditions in correspondence, and the means which selectively display the imaging conditions automatically selected from among several set imaging conditions were provided.

본 발명에 따르면, 장치에 설정되는 화상 자동 수집 기능의 각종 조건에 의존하여 변동하는 결함 검출 성능과 스루풋 성능의 2성능 지표에 관하여, 조건 설정의 내용과 성능 지표와의 관계를 유저가 용이하게 파악할 수 있도록 된다. 그 결과, 자동 리뷰를 행할 때의 조건 설정을 용이하게 행할 수 있게 된다.According to the present invention, the user can easily grasp the relationship between the content of the condition setting and the performance indicator with respect to the two performance indicators of the defect detection performance and the throughput performance that vary depending on various conditions of the automatic image collection function set in the apparatus. Will be. As a result, the condition setting at the time of automatic review can be easily performed.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 결함 관찰 장치의 구성을 도시하는 블록도.
도 2는 결함 관찰 시스템의 화상 촬상부의 구성을 도시하는 블록도.
도 3은 결함 화상 수집의 처리의 흐름을 설명하는 플로우도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 조건 평가 방법의 흐름을 설명하는 플로우도.
도 5는 촬상 조건 파라미터 일람의 예를 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 결함 정보의 교시 화면의 정면도.
도 7은 촬상 조건 파라미터의 후보값과 처리 시간의 대응 관계의 예를 도시하는 도면.
도 8은 촬상 조건 평가 결과를 표시하는 화면의 정면도.
도 9는 촬상 조건 평가 결과를 표시하는 화면의 정면도.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 결함 관찰 장치의 구성을 도시하는 블록도.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 조건 평가 방법의 흐름을 설명하는 플로우도.
도 12는 촬상 조건 파라미터 일람의 예를 도시하는 도면.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 조건 평가 결과를 표시하는 화면예의 정면도.
1 is a block diagram showing the configuration of a defect observing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing the configuration of an image pickup unit of a defect observation system.
3 is a flow chart for explaining the flow of processing of defect image collection.
Fig. 4 is a flowchart for explaining the flow of the imaging condition evaluation method according to the first embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating an example of a list of imaging condition parameters.
6 is a front view of a teaching screen of defect information according to the first embodiment of the present invention.
7 is a diagram showing an example of a correspondence relationship between a candidate value of an imaging condition parameter and a processing time;
8 is a front view of a screen on which an imaging condition evaluation result is displayed;
9 is a front view of a screen on which an imaging condition evaluation result is displayed.
10 is a block diagram showing a configuration of a defect observing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
11 is a flowchart for explaining the flow of the imaging condition evaluation method according to the second embodiment of the present invention.
12 is a diagram illustrating an example of a list of imaging condition parameters.
Fig. 13 is a front view of a screen example for displaying an imaging condition evaluation result according to the third embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 결함 관찰 방법의 구체적인 실현 형태에 대해서 설명을 한다.Hereinafter, the specific implementation form of the defect observation method which concerns on this invention is demonstrated.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

도 1은, 본 발명에 따른 결함 관찰 장치의 구성도를 도시하고 있다. 본 장치는, 결함 화상을 촬상하기 위한 화상 촬상부(101), 장치 전체의 제어를 행하는 전체 제어부(102), 장치에 대한 각종 커맨드의 입력이나 처리 결과 등의 표시 기능을 갖는 입출력부(103), 자동 수집 기능을 실행하는 경우에 각종 설정 조건(레시피)을 기억하는 레시피 격납부(104), 레시피의 설정에 이용하는 평가용 화상을 격납하는 평가용 화상 격납부(105), 설정하는 레시피에 대해서 그 결함 검출율이나 스루풋을 평가하기 위한 레시피 평가부(106), 설정 조건에 따라서 변동하는 스루풋의 시산을 행하기 위해 필요한 데이터인 처리 시간 데이터를 격납한 처리 시간 데이터 격납부(107)로 이루어진다. 화상 촬상부(101)는, 시료의 국소 부위의 화상을 취득하기 위한 기능을 갖는다. 또한, 이하에서 설명하는 본 실시예에서는, 이 화상 촬상부로서 주사형 전자 현미경(Scanning Electron Microscope:SEM)을 이용한 경우에 대해서 설명하지만, 본 발명은 이 형태에는 한정되지 않고, 광학식의 결함 화상 취득 수단이어도 된다.1 shows a configuration diagram of a defect observing apparatus according to the present invention. The apparatus includes an image capturing unit 101 for capturing a defective image, an overall control unit 102 for controlling the entire apparatus, and an input / output unit 103 having display functions such as input of various commands to the apparatus and processing results. , The recipe storage unit 104 for storing various setting conditions (recipe) when executing the automatic collection function, the image storage unit 105 for evaluation for storing the image for evaluation used for setting the recipe, and the recipe for setting A recipe evaluation section 106 for evaluating the defect detection rate and throughput, and a processing time data storage section 107 storing processing time data, which is data necessary for performing the calculation of the throughput varying according to the setting conditions. The image pickup unit 101 has a function for acquiring an image of a localized portion of the sample. In addition, in the present embodiment described below, the case where a scanning electron microscope (SEM) is used as this image pickup unit will be described. However, the present invention is not limited to this embodiment, and optical defect images are acquired. A means may be sufficient.

도 2는 SEM을 이용한 화상 촬상부(101)의 구성예를 도시한 도면이다. 시료 웨이퍼(201)는, 이동 가능한 스테이지(202)에 탑재되어 있다. 전자원(203)으로부터 사출되어 인출 전극(204)에서 가속된 전자 빔(215)은, 컨덴서 렌즈(205)나 어퍼쳐(206) 대물 렌즈(207)에 의해서 집속되어 시료 표면에 입사된다. 시료 표면으로부터 발생하는 2차 전자나 반사 전자 등은 검출기(208)에서 검출되어 광전 변환된 후, 아날로그 디지털(A/D) 변환기(209) 등에 의해서 그 양이 디지털 데이터로 변환된다. 전자 빔(215)을 편향기(210)에 의해 시료 상에서 2차원 주사함으로써, 시료 상의 2차원 디지털 화상을 취득할 수 있고, 취득된 화상은 화상 기억부(220)에 격납된다. 각 부위는, 버스(116)를 통하여, 전체 제어부(102)에 접속되어 있다.2 is a diagram showing an example of the configuration of the image pickup unit 101 using SEM. The sample wafer 201 is mounted on the movable stage 202. The electron beam 215 emitted from the electron source 203 and accelerated by the extraction electrode 204 is focused by the capacitor lens 205 or the aperture 206 objective lens 207 and is incident on the sample surface. Secondary electrons, reflected electrons, and the like generated from the surface of the sample are detected by the detector 208 and photoelectrically converted, and the amount thereof is converted into digital data by an analog-to-digital (A / D) converter 209 or the like. By the two-dimensional scanning of the electron beam 215 on the sample by the deflector 210, a two-dimensional digital image on the sample can be obtained, and the obtained image is stored in the image storage section 220. FIG. Each part is connected to all the control parts 102 via the bus 116.

이 장치에 있어서, 편향기(210)에 의해서 주사하는 영역(시야)을 변경하는 것은, 화상 촬상 시의 시야를 변경하는(=배율을 변경함) 것을 의미한다. 또한, 아날로그 디지털(A/D) 변환기(209)에 있어서 디지털 신호로 변환할 때의 변환 클럭 간격(샘플링 간격)의 대소는, 취득하는 디지털 화상의 화상 사이즈의 대소에 대응한다. 예를 들면 동일한 시야라도 샘플링 간격을 세세하게 하는 것은, 화소 사이즈를 작게 하는 것과 등가이며, 이 경우보다 미세한 결함을 화상으로서 포착할 수 있게 된다. 이와 같은 화상 취득에서의 각종의 설정 조건이나, 그 밖에 화상 촬상에서의 광학 조건(조사하는 전자 빔(204)의 가속 전압이나, 전류량(프로브 전류량) 등)은, 전체 제어부(102)로부터의 지시에 의해 버스(116)를 통하여 설정된다.In this apparatus, changing the area (field of view) scanned by the deflector 210 means changing the field of view (= magnification) at the time of image pickup. In addition, the magnitude of the conversion clock interval (sampling interval) when converting into a digital signal in the analog-to-digital (A / D) converter 209 corresponds to the magnitude of the image size of the digital image to be acquired. For example, finer sampling intervals in the same field of view are equivalent to smaller pixel sizes, and finer defects can be captured as images than in this case. Various setting conditions in such image acquisition and other optical conditions (image acceleration voltage, current amount (probe current amount), etc. of the electron beam 204 to be irradiated), etc., in the image capturing are instructed from the overall control unit 102. Is set via the bus 116.

다음으로, 도 1에 도시한 장치에 있어서 실행되는 자동 결함 화상 수집 기능의 처리 스텝과 설정해야 할 조건 설정의 파라미터 내용(레시피 내용)에 대해서 설명한다. 또한, 조건 설정 시에 고려해야 할 2개의 성능 지표(결함 검출 성능 및 스루풋)에 대해서도 아울러 설명한다.Next, the processing steps of the automatic defect image collection function executed in the apparatus shown in FIG. 1 and the parameter contents (recipe contents) of the condition setting to be set will be described. In addition, two performance indices (defect detection performance and throughput) to be considered when setting conditions are also described.

여기서, 결함 화상 수집 기능이란, 시료 상에 존재하는 결함, 혹은 결함이 발생한다고 의심되는 개소 등의 화상을 화상 촬상부(101)에서 자동 수집하는 기능이다. 화상 촬상해야 할 결함의 좌표 위치는, 외부로부터 입력된다. 구체적으로는, 시료 상의 결함의 존재 위치를 취득하는 것을 목적으로 한 결함 검사 장치나, 시료 상에 형성되는 회로 패턴의 형상을 추정하고, 원하는 패턴과 다른 패턴이 형성될 우려가 있는 개소를 특정하는 노광 시뮬레이터 등으로부터 주어진다.Here, the defect image collection function is a function which automatically collects an image such as a defect existing on a sample or a location where a defect is suspected to occur, by the image pickup unit 101. The coordinate position of the defect to be imaged is input from the outside. Specifically, the defect inspection apparatus for the purpose of acquiring the presence position of the defect on a sample and the shape of the circuit pattern formed on a sample are estimated, and the location which may form a pattern different from a desired pattern is identified. From an exposure simulator or the like.

화상 수집의 스텝을 나타낸 것이 도 3이다. 본 도면은, 화상 수집 시퀀스의 일례로서, 어느 하나의 결함에 대해서, 결함 검사 장치에서 얻어진 결함 좌표를 이용하여, 결함 부위를 포함하는 광시야 화상과, 결함 부위와 동일한 회로 패턴이 형성되어 있다고 기대되는 참조 부위의 광시야 화상과, 결함부의 협시야의 화상의 합계 3화상을 취득하는 스텝을 나타내고 있다.3 shows a step of image collection. This figure is an example of an image collection sequence, and it is anticipated that the wide field image containing a defect site | part and the same circuit pattern as a defect site | part are formed using the defect coordinate obtained by the defect inspection apparatus about any defect. Steps for acquiring a total of three images of the wide field of view image of the reference site to be used and the image of the narrow field of view of the defective portion are shown.

도 3에 도시한 플로우에 있어서, 우선, 참조 부위가 화상 촬상부의 시야에 들어가도록 스테이지를 이동한다(T1). 다음으로, 그 부위의 광시야(예를 들면 시야 사이즈가 종방향 및 횡방향 모두 수십마이크로 미터) 화상을 취득한다(T2). 참조 부위는, 다이 비교에 의해 결함을 검출하는 경우에는, 결함 좌표에 대해 1칩분 어긋난 개소이다. 또한, 이 처리에는, 선명하고 고화질의 화상을 취득하기 위한, 초점 맞춤(오토 포커스)이나 화상 명도값 조정 등의 화질 조정 처리를 포함하는 것으로 한다. 그 후, 스테이지를, 결함 부위가 그 시야에 들어가도록 이동한다(T3). 다음으로, 광시야의 결함 화상을 촬상한다(T4). 그 후, 취득한 2종의 광시야 화상을 비교함으로써, 결함 위치의 검출을 행한다(T5). 그 후, 검출된 위치에 대해서, 협시야(예를 들면, 시야 사이즈가 종방향 및 횡방향 모두 수마이크로 미터)의 결함 화상을 취득한다(T6). 이상이, 하나의 결함에 대한 촬상 시퀀스이며, 이 처리를 웨이퍼 상의 복수의 결함에 대해서 순차적으로 행한다.In the flow shown in FIG. 3, first, the stage is moved so that the reference site enters the field of view of the image pickup unit (T1). Next, an image of a wide field of view (for example, a field size of several tens of micrometers in both the longitudinal direction and the transverse direction) is acquired (T2). When a defect is detected by die comparison, a reference site is a location shifted by one chip with respect to the defect coordinates. In addition, this processing includes image quality adjustment processing such as focusing (auto focus) and image brightness value adjustment for acquiring a clear and high quality image. Thereafter, the stage is moved so that the defective portion enters the field of view (T3). Next, a wide-field defect image is imaged (T4). Thereafter, the defect positions are detected by comparing the two obtained wide-field images (T5). Thereafter, a defective image of a narrow field of view (e.g., several micrometers in both the longitudinal direction and the transverse direction) is obtained for the detected position (T6). The above is the imaging sequence for one defect, and this process is performed sequentially for the plurality of defects on the wafer.

또한, 참조 화상을 취득하는 목적은, 전술한 바와 같이, 광시야의 결함 화상으로부터의 결함 위치 검출을 참조 화상과의 비교에 의해 행하기 위함이다. 반도체의 회로 패턴에는, 예를 들면 플래시 메모리 디바이스의 메모리 셀부 등과 같이, 동일한 회로 패턴이 반복 형성되어 있는 개소가 있지만, 이와 같은 반복 패턴에 대해서는, 상술한 바와 같이 참조 화상을 결함 좌표에 대하여 1칩분 어긋난 반도체의 회로 패턴의 결함이 없는 부분을 촬상하여 취득하는 방법이 아니라, 결함을 포함하는 개소를 촬상하여 얻은 결함 화상으로부터 회로 패턴의 반복성을 이용함으로써 합성하는 것이 가능하다. 이와 같이 하여 광시야의 결함 화상을 이 결함 화상으로부터 합성하여 작성한 참조 화상을 비교함으로써 결함의 위치를 검출하는 것이 가능하다. 따라서, 결함이 발생하고 있는 개소가 메모리 셀부 등과 같은 반복 패턴부인 것을 사전에 어떠한 방법으로 판정할 수 있으면, 참조 화상의 취득이나 그 때문에 발생하는 스테이지 이동 등은 불필요해진다. 또한, 광시야 및 협시야의 2종의 시야의 화상을 취득하는 이유는, 전술한 바와 같이, 검사 장치로부터 출력되는 결함 좌표의 오차나, 스테이지의 이동 오차 등에 의해, 협시야의 화상만을 취득하면 시야 내에 결함이 포함되는 것이 보증되지 않을 경우가 있기 때문이다.In addition, the purpose of acquiring the reference image is to perform defect position detection from the defect image of the wide field of view by comparison with the reference image as described above. Although the same circuit pattern is repeatedly formed in the circuit pattern of a semiconductor like the memory cell part of a flash memory device, etc., for such a repeating pattern, as mentioned above, the reference image is divided into one chip with respect to a defect coordinate. It is possible to synthesize | combine by using the repeatability of a circuit pattern from the defect image obtained by image | photographing the part containing a defect, rather than the method of imaging and acquiring the part without a defect of the circuit pattern of the shifted semiconductor. Thus, the position of a defect can be detected by comparing the reference image created by combining the defect image of a wide field of view from this defect image. Therefore, if any method can determine in advance that the location where the defect has occurred is a repetitive pattern portion such as a memory cell portion, the acquisition of a reference image or the stage movement resulting therefrom becomes unnecessary. The reason for acquiring images of two kinds of fields of view of the wide field and narrow field of view is that, as described above, only the image of the narrow field of view is acquired due to an error in defect coordinates output from the inspection apparatus, a movement error of the stage, or the like. This is because the inclusion of a defect in the field of view may not be guaranteed.

여기까지 설명한 화상 자동 수집의 처리 시퀀스 및, 앞서 설명한 리뷰 SEM의 화상 촬상 원리로부터, 결함 화상 자동 수집 기능을 실현하기 위해, 설정할 처리 파라미터에는, 이하의 5항목이 포함된다.From the processing sequence of the automatic image collection described above and the image pickup principle of the review SEM described above, the following five items are included in the processing parameters to be set in order to realize the defective image automatic collection function.

(1) 가속 전압(1) acceleration voltage

(2) 프로브 전류(2) probe current

(3) 평균화 처리에 이용하는 화상 매수(광시야 화상과 협시야 화상의 각각)(3) The number of images (each of wide field image and narrow field image) to use for averaging processing

(4) 화상 사이즈(광시야 화상과 협시야 화상의 각각)(4) Image size (each of wide field of view image and narrow field of view image)

(5) 시야 사이즈(광시야 화상과 협시야 화상의 각각)(5) Viewing size (each of wide field of view image and narrow field of view image)

이들의 조건값은, 레시피로서 화상 자동 수집의 실행 시에 앞서서, 레시피 격납부(104)에 격납되어 있는 것이 필요하다.These condition values need to be stored in the recipe storage unit 104 as a recipe prior to the execution of the automatic image collection.

그런데, 결함 화상의 자동 수집 기능에 있어서는, 결함 검출 성능과 스루풋이 중요한 성능 지표이다. 우선 결함 검출 성능이지만, 이것은, 광시야의 결함 화상으로부터 결함 위치를 검출하는 처리의 정밀도를 의미한다. 결함 검출에 실패한 결과, 결함부 이외의 개소가 결함으로 오검출되면, 그 개소를 촬상한 협시야의 화상은 당연히 의미가 없는 것으로 된다. 그 때문에, 결함 검출율은 통상 95% 이상의 정밀도를 갖는 것이 요구되고 있다.By the way, in the automatic collection function of a defect image, defect detection performance and throughput are important performance indexes. First of all, it is a defect detection performance, but this means the accuracy of a process of detecting a defect position from a defect image of a wide field of view. As a result of the failure of the defect detection, if a portion other than the defective portion is incorrectly detected as a defect, the image of the narrow field of view photographing the portion is of course meaningless. Therefore, the defect detection rate is usually required to have an accuracy of 95% or more.

결함 화상의 자동 수집에서의 중요한 성능 지표의 또 하나는, 스루풋이며, 이것은 단위 시간당의 화상 수집 결함수이다. 스루풋의 향상에는, 도 3에 도시한 각 스텝에서의 처리 시간, 구체적으로는, 협시야, 광시야의 화상 촬상 시간, 스테이지의 이동 시간, 결함 검출 처리의 시간, 그 밖에 화질 조정 처리의 시간 등을 삭감할 필요가 있다.Another important performance indicator in the automatic collection of defect images is throughput, which is the number of image collection defects per unit time. In order to improve the throughput, the processing time in each step shown in Fig. 3, specifically, the narrow field of view, the image capturing time of the wide field of view, the movement time of the stage, the time of the defect detection processing, the time of the image quality adjustment processing, etc. You need to cut it.

다음으로, 본 발명에서의 레시피 설정 방법에 대해서 설명한다. 도 4에 처리 플로우를 나타낸다. 우선 상술한 (1) 내지 (5)의 처리 파라미터에 다른 값을 설정한, 복수의 촬상 조건 세트에서 취득된 화상 데이터를 취득하고, 평가 화상 격납부(105)에 격납한다(S1).Next, the recipe setting method in this invention is demonstrated. 4 shows a processing flow. First, image data acquired by a plurality of imaging condition sets in which different values are set in the above-described processing parameters (1) to (5) is acquired, and stored in the evaluation image storage 105 (S1).

이 구체적인 실현 형태의 하나로서, 평가 화상 격납부(105)에, 도 5에 도시한 바와 같은 각 파라미터의 설정 후보값의 일람 데이터를 테이블 형식으로 유지해 둔다. 전체 제어부(102)는, 각 파라미터의 후보값의 조합에 의해 복수의 촬상 조건 세트를 작성하고, 각 촬상 조건 세트의 내용으로, 화상 촬상부(102)에서 화상을 촬상한다.As one of these specific implementation forms, the evaluation image storage unit 105 holds list data of setting candidate values of each parameter as shown in FIG. 5 in a table format. The overall control unit 102 creates a plurality of imaging condition sets by the combination of candidate values of each parameter, and images the image by the image imaging unit 102 with the contents of each imaging condition set.

도 5에 도시한 예에서는, 파라미터에 대한 설정 후보값의 일례로서, (1) 가속 전압 3종, (2) 프로브 전류 3종, (3) 평균화 처리 매수 4종, (4) 화소 사이즈 4종, (5) 시야 4종의 경우를 나타내고 있다. 파라미터의 후보값의 수는 테이블에 설정하는 내용에 의존하여 그 다소가 변화하기 때문에, 각 파라미터에 대한 후보값을 늘려 가면, 그 조합의 총수가 폭발적으로 증가하게 된다. 그 때문에, 평가 화상의 취득 시간을 단축하기 위해서는, 파라미터의 종류를 사전에 좁혀두거나, 혹은 후보값의 수를 줄여 두는 것이 효과적이다. 스테이지(202) 상에는, 화상 데이터를 수집하기 위한 시료 웨이퍼를 미리 탑재해 두고, 전체 제어부(102)가, 상술한 각 파라미터에 대한 후보값의 조합에 의해 생성되는 촬상 조건에 기초하여, 도 3에 도시한 처리 스텝에서, 화상 촬상부(101)에서 화상 취득을 행하도록 지시한다. 촬상하는 결함은, 수개~수십개의 범위가 실용적이지만, 이것에는 한정되지 않는다. 촬상된 화상은 화상 기억부(210)에 격납된다.In the example shown in FIG. 5, as an example of a setting candidate value for a parameter, (1) three acceleration voltages, (2) three probe currents, (3) four averaging processes, and (4) four pixel sizes (5) The case of four types of visual fields is shown. Since the number of candidate values of the parameters varies somewhat depending on the contents set in the table, when the candidate values for each parameter are increased, the total number of the combinations explodes. Therefore, in order to shorten the acquisition time of an evaluation image, it is effective to narrow down the kind of parameter in advance, or to reduce the number of candidate values. On the stage 202, a sample wafer for collecting image data is mounted in advance, and the entire control unit 102 is based on the imaging conditions generated by the combination of candidate values for the above-described parameters. In the illustrated processing step, the image capturing unit 101 instructs to acquire an image. Although the defect which image | photographs is practical of several to several dozen, it is not limited to this. The picked-up image is stored in the image storage unit 210.

다음으로, 취득된 평가용 화상 데이터의 광시야의 결함 화상을 대상으로 하여, 화상 내에서의 각 결함부의 위치를 교시한다(S2). 도 6은, 교시 처리를 실행하는 입출력부(103)의 표시 화면의 일례이다. 썸네일부(601)는, 수집한 결함 화상이 썸네일 표시되는 부위이다. 화상 기억부(210)로부터, 시료 웨이퍼를 촬상한 화상의 내, 동일 조건에서 촬상된 화상 데이터가 읽어내어져 그 일람이 여기에 표시된다. 도 6의 예에서는, 수집한 결함 화상의 예로서 참조 부호 6011~6014를 나타내고 있다. 이 영역에서 참조 부호 6011~6014 중에서 임의의 화상을 마우스 커서(605)에 의해 선택함으로써, 교시 영역(602)에 그 화상을 확대 표시할 수 있다.Next, the position of each defect part in an image is taught about the defect image of the wide field of view of the acquired image data for evaluation (S2). 6 is an example of a display screen of the input / output unit 103 that performs the teaching process. The thumbnail portion 601 is a portion where thumbnail images collected are displayed. From the image storage section 210, the image data picked up under the same conditions in the image picked up the sample wafer is read out, and a list thereof is displayed here. In the example of FIG. 6, the code | symbol 6011-6014 are shown as an example of the collected defect image. By selecting an arbitrary image from the reference numerals 6011 to 6014 in this area by the mouse cursor 605, the image can be enlarged and displayed in the teaching area 602.

이 교시 영역(602)에서는, 화면 상에 표시된 화상에 대해, 마우스 커서(605)를 이용하여 결함 부위(603)의 위치를 등록한다. 구체적으로는, 결함의 중심 위치(도면 중 +)와 그 결함의 범위(도면 중 0)를 의미하는 결함 정의 영역(604)을, 화면 상에서 마우스 커서(605)를 조작함으로써 정의하여, 등록한다. 썸네일부(601)에서의 화상 선택과, 교시 영역(602)에서의 교시 처리를 반복함으로써, 취득한 화상 데이터에 대하여 교시를 행한다. 또한, 교시된 화상 데이터는, 평가용 화상 격납부(105)에 격납된다.In this teaching area 602, the position of the defect site | part 603 is registered with the mouse cursor 605 about the image displayed on the screen. Specifically, the defect definition area 604 which means the center position of a defect (+ in drawing) and the range of the defect (0 in drawing) is defined and registered by operating the mouse cursor 605 on the screen. Teaching is performed on the acquired image data by repeating the image selection in the thumbnail unit 601 and the teaching process in the teaching area 602. In addition, the image data taught is stored in the evaluation image storage part 105.

각 파라미터 항목 (1)~(5)에 대해서 각각의 설정값을 선택하여 설정한 하나의 촬상 조건 세트에 대하여 이 평가용 화상 데이터에 등록하는 결함수를 N개, 촬상 조건 세트의 수를 M개로 하면, 교시해야 할 결함의 수는, N×M개로 되고, M이 많은 경우에는, 모두를 화면 상으로부터 등록하는 것은 비현실적으로 된다. 이것에 대응하는 방법으로서, 화상 촬상부(101)에 있어서 취득한 화상 데이터의 모두에 대하여 교시를 행하는 것이 아니라, 어느 하나의 촬상 조건에서 취득한 화상 데이터에 대하여 등록한 교시 데이터를, 그 밖의 촬상 조건에서 취득한 화상 데이터에 대해 적용하는 것도 가능하다.N number of defects registered in the image data for evaluation and M number of imaging condition sets for one imaging condition set selected by setting respective setting values for each parameter item (1) to (5). In this case, the number of defects to be taught is N × M, and when M is large, registering all of them from the screen becomes impractical. As a method corresponding to this, the teaching of all of the image data acquired by the image capturing unit 101 is not performed, but the teaching data registered with respect to the image data acquired under any of the imaging conditions is acquired under other imaging conditions. It is also possible to apply it to image data.

구체적 수순으로서는, 우선, 미리 시료 상의 각 결함에 ID를 붙여 둔다. 그리고, 그 시료 웨이퍼로부터 N개의 결함 화상 세트를 촬상 조건 세트 중의 1개에 의해 취득한다. 그리고 다음으로, 이 N개의 화상에 대해, 도 6에 도시한 방법을 이용하여 결함 위치를 등록한다. 다음으로, 그 밖의 촬상 조건에서 동일 결함의 화상을 촬상한다. 이 때, 앞서 촬상한 결함과 동일한 ID를 갖는 결함만을 촬상한다. 이 ID를 이용함으로써, 다른 촬상 조건에서 취득한 결함 화상 데이터 중으로부터, 동일 결함을 선택하는 것이 용이해진다. 다음으로, 아직 교시를 행하고 있지 않은 결함 화상을 선택하고, 그 결함의 ID를 취득한다. 그리고, 그 ID에 대응하는 교시 완료된 결함 화상을 취득한다.As a specific procedure, first, ID is attached | subjected to each defect on a sample beforehand. Then, N defect image sets are obtained from the sample wafer by one of the imaging condition sets. Next, the defect positions are registered for these N images using the method shown in FIG. Next, the image of the same defect is imaged in other imaging conditions. At this time, only a defect having the same ID as the previously picked-up defect is picked up. By using this ID, it becomes easy to select the same defect from the defect image data acquired by different imaging conditions. Next, the defect image which has not yet been taught is selected, and the ID of the defect is acquired. Then, the completed defective image corresponding to the ID is obtained.

다른 촬상 조건에서 취득된 2개의 동일 결함의 화상은, 촬상 조건의 차이에 의해 화질이 다른 것은 당연하지만, 그 이외에도, 스테이지 정지 정밀도의 오차 등에 기인하는, 미묘한 시야 어긋남이 존재하는 것이 통상이다. 따라서, 교시 완료된 화상과, 아직 교시가 되어 있지 않은 동일 결함의 화상과의 시야 어긋남량을 패턴 매칭에 의해 검출하고, 그 어긋남량을, 교시 완료된 결함 화상의 결함 위치에 가산함으로써, 미교시 화상에서의 결함의 위치를 추정한다. 이것에 의한 결함 위치의 추정을 M개의 촬상 화상 세트에 대해 행한다. 이 결과, 교시 처리를 N회 행하는 것만으로, 결과적으로 N×M매의 결함 화상 데이터의 결함 위치를 구하는 것이 가능하게 된다.It is natural that the images of two identical defects acquired under different imaging conditions differ in image quality due to differences in imaging conditions, but in addition, there is usually a subtle visual field deviation caused by an error in stage stop accuracy or the like. Therefore, by detecting the pattern deviation of the visual field between the image that has been taught and the image of the same defect that has not yet been taught by pattern matching, and adding the shift amount to the defect position of the taught image that has not been taught, To estimate the location of the defect. Estimation of the defect position by this is performed for M set of picked-up images. As a result, only the teaching process is performed N times, and as a result, the defect position of the defect image data of the N × M sheets can be obtained.

다음으로, 촬상 조건 세트로부터 1개의 조건을 선택하고(S3), 그 조건에서 촬상한 화상 데이터 세트(N개)에 대하여 결함 검출 처리를 실행한다(S4). 이 결함 검출 처리는, 레시피 평가부(106) 내의 결함 검출 실행부(108)에 의해 행해진다. 결함 검출 실행부(108)는, 그 내부에 결함 검출 처리를 실행하기 위한 프로그램을 격납하고 있고, 입력되는 광시야의 화상에 대해, 도 3의 처리 플로우에서 실행되는 결함 검출 처리(T5)와 동일한 처리를 오프라인 실행하는 기능을 갖는다. 이 결함 검출 처리는, 화상 데이터 세트의 N개 모두에 대하여 행한다.Next, one condition is selected from the set of imaging conditions (S3), and defect detection processing is performed on (N pieces) the image data sets picked up under the conditions (S4). This defect detection process is performed by the defect detection execution unit 108 in the recipe evaluation unit 106. The defect detection execution unit 108 stores a program for executing defect detection processing therein, and is similar to the defect detection processing T5 executed in the processing flow of FIG. 3 with respect to the image of the wide field of view to be input. Has the ability to run the process offline. This defect detection process is performed for all N pieces of image data sets.

다음으로, 그들의 N개의 결함 검출 처리의 결과 데이터를 이용한 결함 검출 성능의 산출이 도 1에 도시한 결함 관찰 장치에서의 레시피 평가부(106)의 내부의 결함 검출 성능 산출부(109)에서, 현재 선택되어 있는 촬상 조건에서의 스루풋 성능의 산출이, 스루풋 산출부(110)에서, 각각 행해진다(S5). 이 처리는, 모든 촬상 조건 세트 M개에 대하여 행해진다.Next, the defect detection performance calculation part 109 of the inside of the recipe evaluation part 106 in the defect observation apparatus shown in FIG. 1 currently calculates the defect detection performance using the result data of these N defect detection processes. Throughput calculation unit 110 calculates throughput performance under selected imaging conditions, respectively (S5). This processing is performed for all M sets of imaging conditions.

결함 검출 성능 산출부(109)에서의 결함 검출 성능의 산출에 있어서는, 결함 검출 실행부(108)에서의 처리 결과의 결함 검출 위치와, 교시된 결함 검출 위치를 비교하고, 그 위치의 차이를 평가한다. 평가 방법으로서는 예를 들면, 교시 시에 정의된 정의 영역의 원(604)의 내측에, 결함 검출 위치가 존재하면 결함 검출 성공, 존재하지 않으면, 실패라고 판정하는 방법이 있다. 동일 촬상 조건에서의 결함 화상 데이터 세트 N개 모두에 대해서, 성공ㆍ실패 중 어느 것인지를 판정하고, 그 성공수의 비율을 결함 검출 성능으로 한다.In the calculation of the defect detection performance in the defect detection performance calculation unit 109, the defect detection position of the processing result in the defect detection execution unit 108 and the taught defect detection position are compared, and the difference in the position is evaluated. do. As the evaluation method, for example, there is a method for determining that defect detection succeeds if there is a defect detection position inside the circle 604 of the definition area defined at the time of teaching, and failure if it does not exist. For all N defect image data sets under the same imaging condition, it is determined whether success or failure occurs, and the ratio of the success number is regarded as defect detection performance.

한편, 스루풋의 산출에서는, 처리 시간 데이터 격납부(107)에 격납된 처리 시간에 함수 데이터를 이용한다. 도 7은 그와 같은 처리 시간 데이터의 예이다. 도 7에는, 도 3에 도시한 결함 화상 수집의 각 처리 스텝 T1~T6에 대해서, 도 5에 도시한 촬상 조건 파라미터의 각 후보값을 설치한 경우의 처리 시간을 표 형식으로 표현한 것이다. 현재 선택되어 있는 촬상 조건에 대해서, 그 설정 파라미터의 값으로부터, T1~T6까지의 각 처리의 시간이 도 7에 도시한 표로부터 읽어내어지고, 그 6개의 값의 합을 계산함으로써, 하나의 결함의 화상을 수집하기 위한 시간이 산출된다.On the other hand, in the calculation of throughput, the function data is used for the processing time stored in the processing time data storage 107. 7 is an example of such processing time data. In FIG. 7, the processing time at the time of providing each candidate value of the imaging condition parameter shown in FIG. 5 about each process step T1-T6 of the defect image collection shown in FIG. 3 is represented in table form. With respect to the currently selected imaging condition, the time of each processing from T1 to T6 is read from the table shown in FIG. 7 from the value of the setting parameter, and one defect is obtained by calculating the sum of the six values. The time for collecting the image of is calculated.

예를 들면, 현재 선택되어 있는 촬상 조건을 이하로 한다.For example, the imaging conditions currently selected are as follows.

(1)ㆍ광시야 참조 화상의 화상 사이즈:1024(1) Image size of the wide-field reference image: 1024

광시야 참조 화상의 가산 매수:8The number of additions of wide field reference image: 8

(2)ㆍ협시야 결함 화상의 화상 사이즈:512(2) Image size of narrow field defect image: 512

ㆍ협시야 결함 화상의 가산 매수:16ㆍ Additional number of sheets of narrow field defect image:

이 경우, T1:600msec, T2:800msec, T3:400msec, T4:800msec, T5:1000msec, T6:400msec로 되기 때문에, 토탈 처리 시간은, 4000msec로 된다. 이 값을 환산함으로써, 스루풋(예를 들면 한 시간에서 자동 관찰 가능한 결함의 수) 약 900으로 산출된다.In this case, T1: 600 msec, T2: 800 msec, T3: 400 msec, T4: 800 msec, T5: 1000 msec, and T6: 400 msec, so the total processing time is 4000 msec. By converting this value, the throughput (for example, the number of defects that can be automatically observed in one hour) is calculated to be about 900.

도 7에 도시한 각 처리 시간의 데이터는, 장치에 대하여 고유하기 때문에, 미리 정해 두는 것이 가능하다. 이 경우, 값으로서는 평균적인 값이 설정되어 있으면 된다. 예를 들면, 스테이지 이동에 요하는 시간은, 어떤 결함에 대한 결함부의 위치와 다른 결함의 참조 부위간의 스테이지 이동에 요하는 시간이며, 엄밀하게는, 결함의 사이의 거리에 의해, 즉 결함 분포에 따라서 변화하지만, 일반적인 기준(예를 들면, 평균 이동 거리=10㎜ 등)을 설정하고, 게다가 평균적인 시간을 나타내는 것으로 한다.Since the data of each processing time shown in FIG. 7 is unique to the apparatus, it can be determined in advance. In this case, what is necessary is just to set an average value as a value. For example, the time required for the stage movement is the time required for the stage movement between the position of the defect portion for a certain defect and the reference portion of the other defect, and is strictly related to the distance between the defects, that is, the defect distribution. Therefore, although it changes, it is assumed that general reference | standard (for example, average moving distance = 10 mm etc.) is set and average time is shown.

또한, 여기서는, 스루풋의 시산법으로서, 도 7에 도시한 바와 같은 각 처리 시간 데이터를 기초로 하여 쌓아 올림(가산)에 의해 추정하는 방법을 나타냈지만, 이 밖에도, 예를 들면, 처리 스텝 S1에서의 평가용의 화상 데이터 수집 처리 시에, 화상 수집에 요한 시간을 측정해 두고, 그 값을 사용할 수도 있다.In addition, although the method of estimating by accumulating based on each processing time data as shown in FIG. 7 as a calculation method of a throughput was shown here, in addition, for example, in process step S1, At the time of image data collection for evaluation, the time required for image collection may be measured and the value may be used.

마지막으로, 레시피 평가부(106)에서 산출된 각종의 촬상 조건 세트에 대한 결함 검출 성능과 스루풋의 산출값을 입출력부(103)에 출력한다. 도 8은 그 표시 화면의 일례이다. 촬상 조건 세트마다, 설정되는 파라미터의 값과 결함 검출 성능, 스루풋 성능이 정렬 표시되어 있다. 이 화면에서는, 임의의 파라미터를 키로 한 데이터의 재배열이 가능하며, 조건 세트간의 비교를 용이하게 행할 수 있다. 이들의 표시 결과를 목시하고, 실제로 이용하는 조건을 복수 선택하여(체크 박스로 표시), 등록 버튼을 클릭함으로써, 선택된 조건 설정 내용은, 레시피 격납부(104)에 기억된다.Finally, the defect detection performance and the throughput of the various sets of imaging conditions calculated by the recipe evaluator 106 are output to the input / output unit 103. 8 is an example of the display screen. For each set of imaging conditions, the values of the parameters to be set, defect detection performance, and throughput performance are displayed in alignment. On this screen, data can be rearranged using any parameter as a key, and comparison between condition sets can be easily performed. By viewing these display results, selecting a plurality of conditions actually used (displayed with a check box), and clicking the registration button, the selected condition setting contents are stored in the recipe storage unit 104.

또한, 레시피 격납부(104)에 등록되는 조건 설정은, 상술한 바와 같이 입출력부(103)에서의 표시 화면 상에서 메뉴얼에 의해 지시하는 것 외에, 레시피 평가부(106) 자신이 사전에 정한 기준에 기초하여 자동 결정하는 것도 가능하다. 예를 들면, 「결함 검출 성능이 95% 이상의 촬상 조건이며, 또한 스루풋 성능이 가장 높은 것」 등이 기준으로 된다. 이 경우, 도 9와 같이 표시 화면 상에서, 미리 결함 검출 성능에 대해서 소정의 기준을 충족시키는 조건만을 하이라이트 표시(도 9의 예에서는 해당하는 항목의 란을 그레이로 모두 칠해서 표시하고 있음)해 두고, 그들 하이라이트 표시된 것 중에서 가장 스루풋이 높은 조건에 대해, 자동으로 체크 표시를 한 상태로 표시하면, 조작자에 의한 확인 작업이 보다 용이해진다. 이 경우, 조작자가 확인 후에 레시피 격납부에 등록하는 것도 가능하며, 또한, 확인 작업을 행하는 일 없이 자동으로 등록하도록 하여도 된다. 어떻든 간에, 도 8에 도시한 바와 같이, 복수의 촬상 조건에 대해서, 그 결함 검출 성능과 스루풋 성능의 2개의 성능 지표를 표시하고, 또한, 조건 파라미터나 성능 지표에 기초하여 선택, 정렬하는 기능을 갖게 함으로써, 자동 수집에 적합한 촬상 조건의 선택이 용이화된다.In addition, the condition setting registered in the recipe storage part 104 is not only instruct | indicated by a manual on the display screen in the input / output part 103 as mentioned above, but is based on the criteria which the recipe evaluation part 106 itself predetermine. It is also possible to determine automatically based on this. For example, "the defect detection performance is an imaging condition of 95% or more, and the throughput performance is the highest." In this case, on the display screen as shown in Fig. 9, only the condition that satisfies a predetermined criterion for the defect detection performance is highlighted in advance (in the example of Fig. 9, all the columns of the corresponding items are filled in gray and displayed). When the conditions with the highest throughput among those highlighted are automatically displayed in a state where a check mark is automatically displayed, confirmation by the operator becomes easier. In this case, it is also possible for an operator to register with a recipe storage part after confirmation, and to make it automatically register, without performing a confirmation operation. In any case, as shown in Fig. 8, for a plurality of imaging conditions, two performance indices of the defect detection performance and the throughput performance are displayed, and the function of selecting and sorting based on the condition parameter and the performance indices is further described. By selection, the selection of imaging conditions suitable for automatic collection is facilitated.

<실시예 2><Example 2>

다음으로, 본 발명에 따른 결함 관찰 방법의 제2 실시예에 대해서 설명한다.Next, a second embodiment of the defect observation method according to the present invention will be described.

제1 실시예에 있어서는, 결함 검출 성능의 평가에 이용되는 평가 데이터의 수집은, 사전에 설정한 복수개의 촬상 조건 세트에 따라, 화상 촬상부(101)에서의 화상 촬상을 통하여 행해지고 있었다. 평가용 화상 데이터의 수집에 있어서, 이와 같이 모든 데이터를 실제로 화상 촬상하는 것이 아니라, 이미 수집 완료된 화상 데이터를 이용하여, 다른 촬상 조건에서의 평가 데이터를 시뮬레이션 작성하는 기능을 갖는 본 발명에 관한 리뷰 SEM을 본 실시예에서 설명한다.In the first embodiment, collection of evaluation data used for evaluation of defect detection performance has been performed through image capturing in the image capturing unit 101 according to a plurality of sets of imaging conditions set in advance. In the collection of evaluation image data, a review SEM according to the present invention having a function of simulating and evaluating evaluation data under different imaging conditions using image data that has already been collected, rather than actually capturing all data in this manner. Will be described in the present embodiment.

본 실시예의 리뷰 SEM의 장치 구성을 도 10에 도시한다. 도 1에 도시한 장치 구성에 대해, 화상 작성의 기초로 되는 기준 화상을 그 촬상 조건과 대응지어 격납하는 기준 화상 격납부(1001)와, 기준 화상으로부터, 화상을 시뮬레이션 생성하는 화상 생성부(1002)를 더 구비하고 있다. 화상 생성부(1002) 중에는, 기준 화상의 촬상 조건을 기초로, 다른 촬상 조건을 생성하는 촬상 조건 생성부(1003)와, 그들의 조건의 화상을 화상 촬상부에 의해 촬상할 필요가 있는지, 혹은 시뮬레이션 작성하는 것이 가능한지의 여부를 판정하는 판정부(1004), 그리고 시뮬레이션에 의한 화상 생성을 행하는 시뮬레이터(1005)로 구성되어 있다.The apparatus structure of the review SEM of a present Example is shown in FIG. In the apparatus configuration shown in FIG. 1, a reference image storage unit 1001 that stores a reference image, which is the basis of image creation, in association with its imaging conditions, and an image generation unit 1002 that simulates and generates an image from the reference image. ) Is further provided. In the image generating unit 1002, whether or not the imaging condition generating unit 1003 for generating other imaging conditions and images of those conditions need to be imaged by the image pickup unit or simulation based on the imaging conditions of the reference image. It is comprised by the determination part 1004 which determines whether it is possible to create, and the simulator 1005 which performs image generation by simulation.

본 발명에 따른 처리 플로우를 도 11에 나타낸다. 본 예는, 도 4에 도시한 제1 실시예에서의 처리 플로우에 대해, 다른 조건에서의 화상 세트의 수집 방법 및 결함 영역의 교시 플로우에 대해서 차이가 있다.11 shows a processing flow according to the present invention. This example differs from the processing flow in the first embodiment shown in FIG. 4 with respect to a method of collecting an image set under different conditions and a teaching flow of a defective area.

우선, 사전에, 촬상 조건으로서 설정되는 각 파라미터의 설정값 후보 일람과 그들의 파라미터에 대해서 설정값을 변경한 화상을 촬상하는 데, 화상 촬상부에서의 화상 촬상이 필요한지의 여부의 정보를 나타낸 일람 데이터를 기준 화상 격납부(1001)에 격납해 둔다. 도 12는 그 예이다. 파라미터의 종류는, 가속 전압, 프로브 전류, 평균 매수, 화상 사이즈, 시야 사이즈의 5종이며, 각각 3종, 4종, 4종, 4종, 4종의 설정 후보값이 있는 것으로 한다.First, list data showing information on whether or not image capturing is necessary in the image capturing unit in order to capture a list of the set value candidates for each parameter set as the imaging condition in advance, and an image in which the set value is changed for those parameters. Is stored in the reference image storage unit 1001. 12 is an example. The types of parameters are five types of acceleration voltage, probe current, average number, image size, and field of view size, and it is assumed that there are three kinds, four kinds, four kinds, four kinds, and four kinds of setting candidate values.

또한, 도 12에는, 각 파라미터에 대해, 상(像) 취득이, 「필요」 「불필요」 중 어느 것인지 나타내어져 있다. 이것은, 실제로 촬상한 화상으로부터 촬상 조건을 변경한 화상을 취득하는 데, 다시 상 취득을 행할 수 있는지의 여부를 나타내는 것이다. 예를 들면, 평균 매수의 파라미터에 대해서는, 「불필요」로 되어 있다. 평균 매수를 변경하면 화상의 S/N이 변화하지만, 이 S/N의 변화는 시뮬레이션이 가능하기 때문에, 어떤 촬상 조건에서 취득한 화상에 대해, 평균 매수의 조건만을 변경한 화상을 얻을 때, 실제로 화상 촬상을 행하는 일 없이 시뮬레이션을 활용할 수 있다고 하는 것을 의미한다.In addition, in FIG. 12, the image acquisition is shown as either "necessary" or "unnecessary" for each parameter. This indicates whether or not the image acquisition can be performed again when acquiring the image which changed the imaging condition from the actually imaged image. For example, it is "not required" about the parameter of average number of sheets. When the average number of sheets is changed, the S / N of the image changes, but since the change of the S / N can be simulated, when an image obtained by changing only the average number of conditions is obtained for an image acquired under a certain imaging condition, the actual image is obtained. This means that the simulation can be utilized without imaging.

그리고, 도 12에 도시한 파라미터 후보 일람을 기초로, 촬상 조건 생성의 기초로 되는 기준 촬상 조건을 정한다. 이 때, 상 취득의 필요 여부가 「필요」로 되어 있는 파라미터, 구체적으로는, 가속 전압, 프로브 전류, 시야 사이즈에 대해서는, 사전 설정된 값으로 한다. 한편, 상 취득의 필요 여부가 「불필요」로 되어 있는 파라미터, 구체적으로는 평균 매수와 시야 사이즈에 대해서는, 평균화 매수는 가능한 한 많은 수(예를 들면 도 12와 같은 파라미터 설정값 후보 일람이 있는 경우에는, 상한값의 16), 화상 사이즈에 대해서도 가능한 한 많은 수(도 12에 도시한 경우에서는, 상한값 1448 픽셀)로 한다. 이와 같은 상한값에서의 화상 데이터를 취득해 두면, 그 밖의 조건에서의 촬상 데이터를 시뮬레이션 작성하는 것이 용이하기 때문이다.And based on the parameter candidate list shown in FIG. 12, the reference imaging condition which becomes the basis of imaging condition generation is determined. At this time, the parameter for which image acquisition is necessary or not, specifically, the acceleration voltage, the probe current, and the field of view size, is set to a preset value. On the other hand, with respect to a parameter for which image acquisition is required or not, specifically, the average number and the visual field size, the average number of sheets is as many as possible (for example, when there is a parameter set value candidate list as shown in FIG. 12). In addition, as many as 16 of an upper limit and the image size are made as many as possible (in the case of FIG. 12, an upper limit of 1448 pixels). This is because, once the image data at such an upper limit value is acquired, it is easy to simulate and generate the imaging data under other conditions.

도 11에 나타낸 플로우도에 따라서 처리의 흐름을 설명한다. 우선, 기준 촬상 조건에서, 평가용 결함 화상 데이터를 화상 촬상부(101)에서 취득한다(S1101). 다음으로, 취득한 화상에 대해, 제1 실시예와 마찬가지로, 도 6에 도시한 표시 화면을 통하여 결함 위치를 교시한다(S1102). 그 후, 도 12에 도시한 각 파라미터의 후보값을 조합함으로써, 복수의 촬상 조건을 설정한다(S1103). 다음으로, 설정된 촬상 조건을 1개 선택하고(S1104), 그 조건에서의 화상 촬상의 실행, 혹은 시뮬레이션에서의 화상 생성을 행한다.The flow of processing will be described in accordance with the flowchart shown in FIG. First, the evaluation image data is acquired by the image pickup unit 101 under reference imaging conditions (S1101). Next, the acquired position is taught through the display screen shown in FIG. 6 similarly to the first embodiment (S1102). Thereafter, a plurality of imaging conditions are set by combining the candidate values of each parameter shown in FIG. 12 (S1103). Next, one set image pick-up condition is selected (S1104), and image pick-up is performed or the image is generated in a simulation.

여기서, 화상을 촬상할지 시뮬레이션 생성할지의 판정(S1105)은, 이하에 의해 행한다.Here, determination (S1105) of imaging or simulating an image is performed as follows.

Step1:현재 선택되어 있는 촬상 조건과 기준 촬상 조건에서, 설정값에 차이가 있는 파라미터의 종류를 취득한다. 이 파라미터 종류는 1로는 한정되지 않고, 복수인 경우도 있다.Step 1: The types of parameters with different setting values are acquired under the currently selected imaging conditions and reference imaging conditions. This parameter type is not limited to 1, but may be plural.

Step2:Step1에서 추출된 파라미터에 대해서, 도 12에 나타낸 표로부터 그 파라미터에 대해서 「상 취득의 필요 여부」의 내용을 취득한다.For the parameter extracted in Step2: Step1, the contents of "necessity of image acquisition" are acquired for the parameter from the table shown in FIG.

Step3:Step2의 결과, 파라미터 중에 「상 취득의 필요 여부」에 대해서 「필요」로 되어 있는 것이 하나도 없으면, 시뮬레이션 작성을 행하고, 그렇지 않은 경우는 화상 촬상을 행하는 것으로 한다.As a result of Step3: Step2, if none of the parameters are "needed" for "image acquisition necessity", simulation is created; otherwise, image pickup is performed.

도 12에 도시한 케이스에서는, 예를 들면 Step1에서 추출된 촬상 조건 파라미터에 가속 전압의 변경이 포함되는 경우는 화상 촬상부(101)에 의한 취득이 필요해지고, 또한, 추출된 파라미터 1개이며, 평균 매수와 화상 사이즈 중 어느 하나인 경우와, 파라미터가 2개이며, 평균 매수와 화상 사이즈인 경우에는, 시뮬레이션에 의한 작성이 행해진다.In the case shown in Fig. 12, for example, when the acceleration voltage is included in the imaging condition parameter extracted in Step 1, acquisition by the image capturing unit 101 is required, and the extracted parameter is one, In the case of either the average number of sheets and the image size, and two parameters, and the average number of sheets and the image size, creation by simulation is performed.

시뮬레이션 생성 처리(S1106)의 방식을 이하에 나타낸다. 우선, 평균 매수에 관한 시뮬레이션 화상의 작성에 대해서는 이하이다. 평균 매수를 감소한 것은 S/N비가 저하되는, 신호(S)를 일정하게 한 경우에는, 노이즈(N)가 증대한 것을 의미한다. 따라서, 취득한 기준 화상에 대하여, 랜덤 노이즈를 가하는 처리를 행함으로써 보다 평균 매수가 적은 경우의 화상을 시뮬레이션 작성하는 것이 가능하다.The method of simulation generation process (S1106) is shown below. First, the creation of a simulation image relating to the average number of copies is as follows. Decreasing the average number means that the noise N is increased when the signal S is made constant in which the S / N ratio is lowered. Therefore, by performing a process of applying random noise to the obtained reference image, it is possible to simulate and create an image when the average number of sheets is smaller.

평균 매수와 S/N의 사이에는, 「평균 매수를 2배로 하면, S/N은 √2배 향상」한다고 하는 통계적인 관계가 있다. 따라서, 이 관계를 이용하여, 기준 화상으로부터 산출한 S/N의 값과, 지정된 평균 매수의 값으로부터, 기대되는 시뮬레이션 화상의 S/N을 구하고, 실제로 그와 같은 화상이 얻어지도록, 시뮬레이터(1005)에서 가하는 노이즈량을 조정함으로써 실현된다. 또한, 화상 사이즈에 관한 시뮬레이션은, 기준 화상(화상 사이즈(1448))을 씨닝함으로써, 예를 들면 1024, 724 픽셀의 화상을 생성한다. 또한, 씨닝 처리에 있어서는, 씨닝 전후에서, 화상 S/N이 변화하지 않도록 행하는 것이 중요하다.There is a statistical relationship between the average number of sheets and S / N that "when the average number is doubled, S / N increases by 2 times." Therefore, using this relationship, the simulator 1005 is obtained so that the S / N of the expected simulation image is obtained from the value of S / N calculated from the reference image and the value of the designated average number of sheets, and such an image is actually obtained. Is achieved by adjusting the amount of noise to be applied. In addition, the simulation regarding the image size generates an image of, for example, 1024 and 724 pixels by thinning the reference image (image size 1424). In the thinning process, it is important that the image S / N does not change before and after thinning.

한편, 선택되어 있는 촬상 조건의 화상 취득을 위해서는 화상 촬상부(101)에서의 촬상이 필요하다고 판정된 경우는, 그 조건에서 실제로 화상 촬상을 행한다(S1107). 이와 같이 재촬상된 화상은, 이미 교시 데이터가 설정되어 있는 결함 화상이란, 시야가 어긋나 촬상될 가능성이 높기 때문에, 실시예 1에 나타낸 방법과 마찬가지로, 패턴 매칭에 의해 시야 어긋남량을 검출하고, 그 값을 가산함으로써 취득 화상 상에서의 결함 위치를 특정하여 교시 데이터로 한다.On the other hand, when it is determined that imaging by the image capturing unit 101 is necessary for image acquisition of the selected imaging condition, image capturing is actually performed under the condition (S1107). In the image re-photographed in this way, since a defective image in which the teaching data has already been set is likely to be captured due to a shift in the field of view, similarly to the method shown in Example 1, the amount of field shift is detected by pattern matching. By adding the value, the defect position on the acquired image is identified and made into teaching data.

또한, 시뮬레이션 작성한 경우에는, 시야 어긋남은 없기 때문에, 기준 화상에 대한 교시 결과를 그대로 시뮬레이션 작성 결과의 교시 결과로 할 수 있다. 도 11의 처리 플로우에서의, S1106 및 S1108 이후의 처리 S1109 내지 S1112까지는, 도 4에서 설명한 실시예 1에 관한 처리 S4 내지 S7까지와 마찬가지로 된다.In addition, when a simulation is made, since there is no visual field shift, the teaching result with respect to a reference image can be used as the teaching result of a simulation preparation result as it is. In the process flow of FIG. 11, processes S1109 to S1112 after S1106 and S1108 are the same as processes S4 to S7 according to the first embodiment described in FIG. 4.

이와 같이 다른 촬상 조건의 화상 데이터 세트를 모두 화상 촬상부(101)에 있어서 촬상하지 않고, 변경되는 파라미터의 종류에 따라서 시뮬레이션 작성으로 대용함으로써, 화상 세트 작성의 효율화가 도모된다. 다품종 소량 생산의 라인에 있어서는, 작성할 레시피의 종류는 많기 때문에, 이와 같은 1레시피의 작성에 관한 화상 수집 시간의 효율화가 끼치는 영향은 크다. 가장 현저한 경우로서, 시뮬레이션 작성이 가능한 조건만, 즉 가산 매수와 화상 사이즈만 파라미터 변경을 행한 화상을 취득하는 경우에는, 화상 촬상은 완전히 불필요하게 되므로, 본 평가용 화상 데이터 작성은, 화상 촬상부(101)와 분리된 장소, 예를 들면 네트워크 접속된 다른 단말기에서의 오프라인 작업이 가능하게 된다.In this way, the image imaging unit 101 does not capture all the image data sets under different imaging conditions, and substitutes the simulation data according to the type of the parameter to be changed, thereby improving the efficiency of the image set creation. Since there are many kinds of recipes to be produced in a line of small quantity production of many kinds, the effect of the efficiency of image collection time related to the production of such one recipe is large. In the most prominent case, when acquiring an image whose parameters have been changed only by the conditions under which simulation can be created, i.e., only the number of copies and the image size, image capturing is completely unnecessary. Off-line operation, for example, at a terminal separate from the network, is possible.

<실시예 3><Example 3>

다음으로, 본 발명에 따른 결함 관찰 방법의 제3 실시예에 대해서 설명한다. 여기까지 설명한 제1 및 제2 실시예에 있어서는, 평가용의 결함 화상 데이터 세트에 대한 교시 처리에서는, 결함 위치만을 교시하고 있었다. 본 실시예에서는, 결함 위치 이외의 다른 결함 정보를 설정한다고 하는 점에서, 앞선 실시예와 다르다.Next, a third embodiment of the defect observation method according to the present invention will be described. In the first and second embodiments described so far, only the defect positions were taught in the teaching process for the defective image data set for evaluation. This embodiment differs from the previous embodiment in that defect information other than the defect position is set.

이미 설명한 교시 처리 화면(도 6)에서의, 결함 정보 입력부(606)가, 각종의 결함 정보를 입력하기 위한 영역이다. 각 결함에 대해서, 교시 영역(602)에서의 결함 위치의 등록 시에, 그 결함에 대한 정보, 그 종류(이물 부착, 배선 단락 등)나, 사이즈, 표면의 요철 상태, 화상의 명도, 형상 등의 특징 중 어느 하나 이상을 입력하여 등록하는 것이 가능하다.On the teaching process screen (Fig. 6) described above, the defect information input unit 606 is an area for inputting various defect information. For each defect, at the time of registration of the defect position in the teaching area 602, information on the defect, its kind (with foreign materials, wiring short circuit, etc.), size, uneven state of the surface, brightness of the image, shape, etc. It is possible to register by inputting any one or more of the features.

이와 같이 하여 각 결함에 대해서, 결함 위치 이외의 결함 정보를 부여한 경우, 그들의 속성에 따라서 결함 자동 수집에 적합한 촬상 조건을 설정하는 것이 가능하게 된다. 예를 들면, 평가 샘플을 그 결함종이나 결함 사이즈로 분류하고, 그 분류 결과마다, 촬상 조건과 결함 검출 성능 및 스루풋의 관계를 평가하는 것이 가능하게 된다. 예를 들면, 결함 사이즈를 예로 들면, 결함을 임의의 사이즈로(예를 들면 1마이크로 미터) 기준으로 2개의 클래스로 나누고, 각 클래스에 대하여 적합한 촬상 조건을 설정하는 것이 가능하게 된다. 예를 들면, 결함 사이즈가 큰 경우에는, 일반적으로는 화상 처리에 의한 결함 검출은 용이하므로, 결함 사이즈가 기준값보다 큰 클래스에 대해서는, 평균 매수가 적은 혹은 화상 사이즈가 작은 등의, 고스루풋 조건이라도 결함 검출율의 저하를 야기하는 리스크가 낮다. 한편, 미소한 결함으로 되면 될수록 결함 검출이 어렵게 되기 때문에, 결함 사이즈가 기준값보다 작은 클래스에 대해서는, 보다 결함 검출의 성능이 저하되기 어려운 조건, 즉 스루풋을 희생한 조건에서 화상 수집을 행하는 것이 적합하게 된다.In this way, when defect information other than the defect position is given to each defect, it becomes possible to set imaging conditions suitable for the automatic collection of defects according to their attributes. For example, it is possible to classify the evaluation sample into the defect type and the defect size, and to evaluate the relationship between imaging conditions, defect detection performance, and throughput for each classification result. For example, taking the defect size as an example, it is possible to divide the defect into two classes based on arbitrary sizes (for example, 1 micrometer), and to set appropriate imaging conditions for each class. For example, when a defect size is large, defect detection by image processing is generally easy, so for a class with a defect size larger than a reference value, even in a high throughput condition such as a small number of average copies or a small image size The risk of lowering the defect detection rate is low. On the other hand, defect detection becomes more difficult as it becomes a smaller defect, and therefore, for a class whose defect size is smaller than the reference value, it is preferable to perform image collection under conditions where the performance of defect detection is less likely to decrease, that is, at the expense of throughput. do.

이와 같이 결함의 클래스별로 결함 검출 성능과 스루풋을 평가한 결과의 표시 화면을 도 13에 도시한다. 본 도면에서는, 상단에 사이즈 1㎛ 이상의 결함용의 촬상 조건 평가 결과, 하단에 사이즈 1㎛ 미만의 결함용의 촬상 조건 평가 결과를 나타내고 있다. 각 결과에 있어서, 촬상 조건으로 주어져 있는 번호가 동일한 것은, 동일 내용이다.13 shows a display screen of a result of evaluating defect detection performance and throughput for each class of defects. In this figure, the imaging condition evaluation result for the defect of size 1 micrometer or more is shown at the upper end, and the imaging condition evaluation result for the defect of size less than 1 micrometer is shown at the lower end. In each result, the same number given under imaging conditions is the same.

결함 사이즈의 대소에 의해, 결함 검출의 용이함이 다르기 때문에, 결함 사이즈가 큰 것에서는, 4조건 중, 3조건(조건 2, 3, 4)에서 95%의 결함 검출 성능이 달성되고, 그 중에서의 최고 스루풋이 2250인 것에 대해, 결함 사이즈가 작은 것에 대해서는, 조건 4밖에 결함 검출 성능 95%를 달성할 수 있는 것이 없고, 게다가 그 스루풋은 780으로 낮아져 있는 예이다.Since the ease of defect detection differs depending on the size of the defect size, when the defect size is large, 95% of defect detection performance is achieved under three conditions (conditions 2, 3, and 4) among the four conditions. In the case where the maximum throughput is 2250 and the defect size is small, only the condition 4 can achieve 95% of defect detection performance, and the throughput is lowered to 780.

결함 검사 장치는, 결함의 위치 이외에도, 그 사이즈의 개략값을 출력하는 기능이 있기 때문에, 이 결과를 이용함으로써, 각 결함마다 그 결함 사이즈에 적합한 화상 자동 수집의 촬상 조건을 설정할 수 있도록 된다. 결함 검사 장치에는, 결함 사이즈 외에, 결함의 자동 분류 결과를 출력하는 기능을 갖는 것도 있고, 그와 같은 결과를 이용하면, 결함 사이즈뿐만 아니라 결함종의 정보를 이용한 촬상 조건의 절환도 가능하게 된다.Since the defect inspection apparatus has a function of outputting an approximate value of the size in addition to the position of the defect, by using this result, it is possible to set imaging conditions for automatic image collection suitable for the defect size for each defect. Some defect inspection apparatuses have a function of outputting the result of automatic classification of defects in addition to the defect size. Using such a result, switching of imaging conditions using not only the defect size but also the information of the defect type is possible.

101 : 화상 촬상부
102 : 전체 제어부
103 : 입출력부
104 : 레시피 격납부
105 : 평가용 화상 격납부
106 : 레시피 평가부
107 : 처리 시간 데이터 격납부
108 : 결함 검출 실행부
109 : 결함 검출 성능 산출부
110 : 스루풋 산출부
201 : 시료
202 : 스테이지
203 : 전자원
204 : 전자 빔
205 : 컨덴서 렌즈
206 : 대물 렌즈
207 : 검출기
208 : 아날로그 디지털 변환기
209 : 편향기
210 : 화상 기억부
601 : 썸네일부
602 : 교시 영역
603 : 결함 부위
604 : 정의 영역
606 : 결함 정보 입력부
1001 : 기준 화상 격납부
1002 : 화상 생성부
1003 : 촬상 조건 생성부
1004 : 판정부
1005 : 시뮬레이터
101: image pickup unit
102: whole control unit
103: input and output unit
104: recipe storage
105: image storage for evaluation
106: recipe evaluation unit
107: processing time data storage
108: defect detection execution unit
109: defect detection performance calculation unit
110: throughput calculation unit
201: Sample
202: stage
203: electron source
204: electron beam
205: Condenser Lens
206: objective lens
207: Detector
208: Analog to Digital Converters
209 Deflector
210:
601: thumbnail part
602: teaching area
603: defect site
604: Definition area
606: defect information input unit
1001: reference image storage
1002: image generating unit
1003: imaging condition generation unit
1004: determination unit
1005: simulator

Claims (10)

시료를 촬상하여 그 시료의 화상을 취득하는 화상 취득 수단과, 그 화상 취득 수단에 의해 상기 시료를 촬상하기 위한 촬상 조건을 기억하는 촬상 조건 기억 수단과, 그 촬상 조건 기억 수단에 기억한 촬상 조건에 기초하여 상기 화상 취득 수단을 제어하여 상기 시료의 원하는 개소의 화상을 취득하는 제어 수단을 구비한 결함 관찰 장치로서,
상기 제어 수단에 의해 상기 화상 취득 수단을 제어하여 상기 시료 상의 지정된 부위의 결함을 복수의 촬상 조건에서 촬상하여 취득된 복수의 화상과 그 복수의 촬상 조건과 그 복수의 촬상 조건마다의 결함 검출 성능을 기억하는 화상 데이터 기억 수단과,
상기 제어 수단에 의해 상기 화상 취득 수단을 제어하여 상기 시료 상의 결함을 복수의 촬상 조건에서 촬상하였을 때의 그 복수의 촬상 조건마다 요하는 촬상에 필요한 처리 시간 데이터를 대응지어 기억하는 처리 시간 데이터 기억 수단과,
상기 화상 데이터 기억 수단에 기억한 상기 복수의 화상의 촬상 조건과 상기 처리 시간 데이터 기억 수단에 기억한 상기 복수의 화상의 촬상 조건마다 대응한 촬상에 필요한 처리 시간 데이터를 이용하여 상기 시료 상의 결함 관찰 시의 스루풋 성능과 결함 검출 성능을 구하는 성능 평가 수단과,
그 성능 평가 수단에 의해 구한 스루풋 성능과 결함 검출 성능을 상기 촬상 조건과 관련지어 표시하는 표시 수단
을 갖는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
Image pickup means for picking up a sample and obtaining an image of the sample, image pickup condition storage means for storing image pickup conditions for picking up the sample by the image acquisition means, and image pickup conditions stored in the image pickup condition storage means. A defect observing apparatus provided with a control means which controls the said image acquisition means based on and acquires the image of the desired part of the said sample,
The control means controls the image acquisition means to capture a plurality of images acquired by imaging a defect of a designated portion on the specimen under a plurality of imaging conditions, the plurality of imaging conditions, and defect detection performance for each of the plurality of imaging conditions. Image data storage means for storing;
Processing time data storage means for controlling the image acquisition means by the control means to associate processing time data required for imaging required for each of the plurality of imaging conditions when imaging the defect on the sample under a plurality of imaging conditions; and,
At the time of observing a defect on the sample using the imaging time conditions of the plurality of images stored in the image data storage means and the processing time data required for imaging corresponding to each of the imaging conditions of the plurality of images stored in the processing time data storage means. Performance evaluation means for obtaining throughput performance and defect detection performance of
Display means for displaying the throughput performance and the defect detection performance obtained by the performance evaluation means in association with the imaging conditions.
Defect observation device having a.
제1항에 있어서,
화상 취득 수단은 주사형 전자 현미경이며, 상기 복수의 촬상 조건으로서, 화상 사이즈, 화상 시야 사이즈, 검출한 화상의 프레임 가산 매수, 전자 빔의 가속 전압과 빔 전류량 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
The method of claim 1,
The image acquisition means is a scanning electron microscope, and the plurality of imaging conditions include any one of an image size, an image field size, a frame addition number of detected images, an acceleration voltage of an electron beam, and an amount of beam current. Fault Observation Device.
제1항에 있어서,
상기 처리 시간 데이터에는, 시료를 탑재한 스테이지를 구동하기 위한 시간과 상기 시료를 촬상하여 화상을 취득하는 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
The method of claim 1,
The processing time data includes a time for driving a stage on which a sample is mounted and a time for capturing the sample by capturing the sample.
제1항에 있어서,
상기 화상 데이터 기억 수단에는, 상기 화상 취득 수단에 의해 취득한 상기 시료 상의 결함의 복수의 화상에 그 결함의 결함 종류에 관한 정보가 부여되어 기억되고, 상기 성능 평가 수단에 의해서는, 그 결함 종류마다의 결함 검출 성능과 스루풋 성능이 산출되는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
The method of claim 1,
The image data storage means is provided with information on a defect type of the defect in a plurality of images of the defect on the sample acquired by the image acquisition means, and stored by the performance evaluation means. A defect observing apparatus characterized by calculating defect detection performance and throughput performance.
제1항에 있어서,
상기 제어 수단에 의해 상기 화상 취득 수단을 제어하여 상기 시료 상의 지정된 부위의 결함을 촬상하여 그 결함의 화상을 취득하는 것을, 상기 시료 상의 지정된 결함을 포함하는 부위를 포함하는 영역을 상기 화상 취득 수단의 제1 시야 사이즈로 촬상하여 그 제1 시야 사이즈의 화상을 취득하고, 그 취득한 제1 시야 사이즈의 화상으로부터 결함 위치를 검출하고, 그 검출한 결함 위치에 대해서 상기 제1 시야 사이즈보다도 작은 상기 화상 취득 수단의 제2 시야 사이즈로 화상을 촬상함으로써 얻는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
The method of claim 1,
The control means controls the image acquisition means to image a defect of a designated portion on the specimen and acquires an image of the defect. The area including the portion containing the specified defect on the specimen is included in the image acquisition means. Imaging at a first viewing size and acquiring an image of the first viewing size, detecting a defect position from the acquired first viewing size image, and acquiring the image smaller than the first viewing size with respect to the detected defective position Obtained by imaging an image with the 2nd visual field size of a means, The defect observation apparatus characterized by the above-mentioned.
시료 상의 결함을 관찰하는 방법으로서,
촬상 수단의 촬상 조건을 바꿔서 상기 시료 상의 결함을 촬상하여 얻은 화상 데이터와, 그 화상 데이터에서의 결함의 위치 정보가 기억된 결함 위치 데이터로부터, 상기 각 촬상 조건마다의 결함 검출율을 산출하고,
상기 촬상 수단의 촬상 조건마다 대응하는 화상 취득에 요하는 처리 시간 데이터로부터, 각 촬상 조건마다의 스루풋을 산출하고,
그 산출된, 촬상 조건마다의 결함 검출 성능과 스루풋 성능을 화면 상에 표시하고,
그 결함 검출 성능과 스루풋 성능이 표시된 화면 상에서 선택된 촬상 조건에 기초하여 상기 촬상 수단을 이용하여 상기 시료 상의 결함을 관찰하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 방법.
As a method of observing a defect on a sample,
The defect detection rate for each said imaging condition is computed from the image data obtained by imaging the defect on the said sample by changing the imaging conditions of the imaging means, and the defect position data which stored the position information of the defect in the image data,
Throughput for each imaging condition is calculated from the processing time data required for image acquisition corresponding to each imaging condition of the imaging means,
The calculated defect detection performance and throughput performance for each imaging condition are displayed on the screen,
And a defect on the sample is observed using the imaging means based on the imaging conditions selected on the screen on which the defect detection performance and the throughput performance are displayed.
제6항에 있어서,
상기 촬상 수단으로서 주사형 전자 현미경을 이용하고, 그 주사형 전자 현미경에 의한 촬상 조건으로서, 화상 사이즈, 화상 시야 사이즈, 검출한 화상의 프레임 가산 매수, 전자 빔의 가속 전압과 빔 전류량 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 방법.
The method according to claim 6,
A scanning electron microscope is used as the imaging means, and any of the image size, the image field size, the number of frame additions of the detected image, the acceleration voltage of the electron beam, and the amount of beam current are taken as imaging conditions by the scanning electron microscope. Defect observation method comprising a.
제6항에 있어서,
상기 처리 시간 데이터에는, 시료를 탑재한 스테이지를 구동하기 위한 시간과 상기 시료를 촬상하여 화상을 취득하는 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 방법.
The method according to claim 6,
The processing time data includes a time for driving a stage on which a sample is mounted and a time for capturing the sample by capturing the sample.
제6항에 있어서,
상기 화상 데이터는 상기 시료 상의 결함의 복수의 화상에 그 결함의 결함 종류에 관한 정보를 포함하고, 상기 각 촬상 조건마다의 스루풋을 산출하는 것이, 상기 결함 종류마다의 결함 검출 성능과 스루풋 성능을 산출하는 것인 것을 특징으로 하는 결함 관찰 방법.
The method according to claim 6,
The image data includes information on a defect type of the defect in a plurality of images of the defect on the specimen, and calculating throughput for each imaging condition calculates defect detection performance and throughput performance for each defect type. Defect observation method characterized in that.
제6항에 있어서,
상기 촬상 수단의 촬상 조건을 바꿔서 상기 시료 상의 결함을 촬상하여 화상 데이터를 얻는 것은, 상기 시료 상의 지정된 결함을 포함하는 부위를 포함하는 영역을 상기 촬상 수단의 제1 시야 사이즈로 촬상하여 그 제1 시야 사이즈의 화상을 취득하고, 그 취득한 제1 시야 사이즈의 화상으로부터 결함 위치를 검출하고, 그 검출한 결함 위치에 대해서 상기 제1 시야 사이즈보다도 작은 상기 촬상 수단의 제2 시야 사이즈로 화상을 촬상하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 방법.
The method according to claim 6,
The imaging conditions of the imaging means are changed to image the defects on the sample to obtain image data. The first field of view of the imaging means captures an area including a portion containing a specified defect on the sample at the first field of view. Acquiring an image of a size, detecting a defect position from the acquired first visual field size, and imaging an image at a second visual field size of the imaging means smaller than the first visual field size with respect to the detected defect position; Defect observation method comprising a.
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